中国地表水资源利用效率区域差异研究

张静丽

摘要： 本文将中国31省区分为地表水资源丰富、比较丰富和比较稀缺的地区，运用数据包络分析法（DEA）对其2010年地表水资源效率进行研究。研究显示： 31省区地表水资源差异较大，地表水资源比较稀缺的地区利用效率比较高，地表水利用效率和当地经济发展水平没有必然联系。

Abstract： In this paper， China's 31 provinces and autonomous regions are divided into abundant surface water resources area， relatively abundant surface water resources area and water resources scarce area. Data envelopment analysis （DEA） method is used to study the surface water resources efficiency in 2010. Research shows that： the surface water resources in the 31 provinces and regions are different. The utilization efficiency of surface water resources scarce area is higher， and the surface water use efficiency and the local economic development level is not necessarily linked.

关键词： 地表水资源；利用效率；数据包络分析法；区域差异

Key words： surface water resources；utilization efficiency；data envelopment analysis；regional differences

中图分类号：P641.8 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2014）15-0030-03

0 引言

地表水是指存在于地壳表面，暴露于大气的水，是河流、冰川、湖泊、沼泽四种水体的总称。地表水资源指特定区域内由降水产生的地表径流量，包括冰雪水、河川水和湖沼水等，其主要动态组成为河川径流量。它是人类生活用水的重要来源之一，也是水资源的重要组成部分。2010年中国地表水资源量29798亿平方米，地下水资源量8417亿平方米，其中重复量7308亿平方米，地表水资源量占水资源总量的96.41%，地表水资源供水量4881.6亿平方米，占供水总量的81.06%。由此看来，地表水资源无论是储存量还是供水量都占有相当大的分量。随着全球气候变化影响日益明显以及我国工业化和城镇化的加速发展，地表水资源的短缺和地表水资源环境的恶化日益严重，提高地表水资源资源效率是解决上述问题的关键。

目前，水资源利用效率评价可以运用比值分析法、生产函数法、指标体系评价方法、数据包络分析等方法。现有研究比较关注地表水环境质量和地表水可用量，对地表水利用效率研究比较少见，更少有人对区域之间水资源利用效率的差异和各区域水资源的特点进行研究。本研究构建了基于DEA地表水资源计量经济模型，采用中国31个省区数据对中国地表水资源利用效率进行评价，在此基础上刻画地表水资源效率差异，并进一步探讨造成差异可能的原因，以期找出提升中国地表水资源效率的改进方向。

1 中国31个省区地表水资源情况

如图1所示，中国31省区人均每平方千米地表水资源量差距比较明显，西藏和海南人均每平方千米地表水资源最丰富，其次较丰富的有辽宁、吉林、上海、浙江、安徽、福建、江西、湖北、湖南、广东、广西、重庆、四川、贵州、云南和青海16省区，它们大都位于中国南方。中国南方号称江南水乡，气候比较湿润，水文气象条件得天独厚，使地表水资源量有天然的优势。其中上海、浙江、安徽、福建、江西、湖北、湖南、广东、广西、重庆、四川、贵州、云南属于湿润区，即年降水量一般在800mm以上。辽宁和吉林属于半湿润地区年降水量一般在400mm以上。青海位于半干旱地区，但青海是长江、黄河、澜沧江的发源地，被誉为“江河源头”、“中华水塔”，有我国第一大内陆湖青海湖，青海水力蕴藏量为210万千瓦，湖泊和河流众多，所以地表水资源量相对较多。

人均每平方千米地表水资源量比较稀缺的有北京、天津、河北、山西、内蒙、黑龙江、江苏、山东、河南、陕西、甘肃、宁夏、新疆13省区。江苏属于湿润区，北京、天津、河北、山西、黑龙江、山东、河南、陕西属于半湿润区，甘肃、内蒙、宁夏属于半干旱区，新疆属于干旱区。江苏过境水比较丰富，属于本地地表水资源不足，江苏人口众多，因此人均量比较稀缺。处于干旱区的中国西北地区地表水资源资源比较匮乏，其降水稀少、气候干旱，沙漠化面积比较多，使其地表水资源的量比较少。天津、山西、上海、江苏、山东、河南、西藏、甘肃、青海、宁夏、新疆的森林覆盖率均低于20%，其中新疆仅为4%，森林有很强的蓄水能力，森林覆盖率的偏低造成地表水资源的流失。中国地域辽阔，各省地表水资源资源情况差异明显，其地表水资源利用效率究竟存在着怎样的差异，应当采取怎样的措施促进地表水资源利用效率提高应引起重视。本文引入DEA模型从区域角度来研究地表水资源的利用效率。

2 DEA方法及模型构建

数据包络分析法（DEA）是以相对效率概念为基础的非参数统计方法。它由美国运筹学家查尔斯、库珀于1978年提出，其基本思路是运用线性规划确定相对有效的前沿面，将决策单元投影到DEA前沿面上，求出决策单元的生产前沿面，通过比较决策单元偏离面的程度来评价它们的相对有效性。由于DEA不需要预先估计参数，也无需考虑投入与产出之间的函数关系，无需统一指标之间的量纲，不需要做任何权重假设，直接通过产出与投入之间加权和之比，计算决策单元的投入产出效率，避免了主观因素。因此，DEA方法特别适用于对若干同类型的具有多投入和多产出的决策单元进行相对有效性评价，可以很好的模拟现实生活中的复杂情况。endprint

地表水资源的影响因素比较多，有自然方面的因素、人为方面的因素和承载方面的因素等，其参数的选取和投入产出之间的函数关系比较难以确定。因此，要度量地表水资源的绝对效率比较困难。如果在保证产出的前提下减少地表水资源和其它要素投入，这样的投人产出关系就构成生产前沿面，在这个前沿面上地表水资源利用相对效率达到最高。因此，采用DEA方法评价地表水资源利用效率，具有独特的优势。

DEA方法的模型主要有C2R、BC2、FG、ST等。BC2模型假设规模报酬可变，在C2R模型基础上增加了凸性假设。从而将综合效率分解为纯技术效率和规模效率两部分。本研究拟分析中国31省区地表水资源利用效率，通过技术效率层面和规模效率层面探究地表水资源利用效率低下的原因，以期从技术上和规模上予以改进，完整的了解各省区的地表水资源利用的纯技术效率和规模效率显的尤为重要，因此，本文选择BC2模型进行分析。

DEA 模型按计算方向分为投入主导型和产出主导型，两者经济学的本质相同，关注的侧重点不同。本研究旨在通过研究中国地表水资源的利用效率，达到合理利用地表水资源的目的，即在保证产出不变的情况下，减少地表水资源和其它要素的投入。而且，把中国31省区当做决策单元时，对投入要素的控制要比产出要素的控制更加实际，故本文选择投入主导型DEA方法。

3 指标选取和数据来源

3.1 指标选取 为全面充分的反映各省区的地表水资源利用状况，同时参考本领域中出版资料中选取指标的情况。本文从自然因素、人为因素和承载因素三个方面选取代表性指标。

自然因素方面选择降水量、径流量和土壤蓄水能力，它们表达了地表水资源在水量方面的内涵，前两个指标是地表水资源丰富程度的重要指标，后者更多的包含了气温、地形和下垫面等多方面影响地表水资源的自然地理信息。第三个指标是地表水资源保持方面的自然属性的表达。人为因素方面选择森林覆盖率、水利工程调蓄能力和用水效率，森林覆盖率的高低往往是人活动的结果，水利工程调蓄能力是人类克服水资源空间分布不均匀的衡量指标。承载因素主要从人类社会系统对水的需求角度表征地表水资源的外部驱动力，不同的经济发展水平和消费水平给水资源的压力是不一样的。

在产出方面，选择经济方面的产出。考虑到各个省份的情况有一定差距，选取人均GDP来更好的表现各个省不同情况下的产出指标。

兼顾指标数据的精简性、可得性和科学性的基础上构建了中国地表水资源效率评价指标体系。

3.2 数据来源 各指标数据来源于《中国统计年鉴》、《中国环境统计年鉴》、《中国水资源公报》环境统计公报、环境状况公报和国民经济和社会发展报告。

4 中国地表水资源利用效率分析

借助于DEAP软件，把表1中投入产出指标相关数据代入求解，得出2010年中国31个省区地表水资源效率评价结果（表2）。

4.1 综合效率角度分析 2010年中国31个省区地表水资源利用综合效率均值为0.521，人均每平方千米地表水资源比较稀缺的地区综合效率均值为0.697，高于地表水资源丰富地区的综合效率0.655，相当于比较丰富地区综合效率均值0.361的2倍。这说明地表水资源的丰富程度和其利用效率并没有必然联系。地表水资源丰富的地区会因为取水容易而使利用效率下降，地表水资源稀缺的地区比较重视地表水资源的有效利用使地表水资源利用效率提高。天津、内蒙古、西藏、青海、宁夏和新疆6省区达到了DEA有效，即技术效率和规模效率均处在有效状态，约占总数的19.35%。除了天津为发达省区外，其余均为欠发达省区，说明一个地区水资源利用效率和其经济发展水平没有必然联系。需要指出的是，DEA分析得出的效率值，是相对效率，它表征了中国31省区投入产出的比率，DEA有效只表明该省区投入产出达到了最优。经济欠发达的地区投入相对较少，产出和投入相匹配，从而实现了DEA有效。比如内蒙古的奶产品、西藏的牛羊肉和酥油产品、宁夏的农业产品、新疆的棉花等为当地经济提供了可靠的来源。其它25个省份均未达到DEA有效，其中贵州省最低，为0.165，其次为云南0.167和江西0.180。这3个省份均处于人均地表水资源比较丰富的地区，它们降水比较多，地表水资源利用效率提高的空间比较大。这3省降水呈现比较大的差异。这3个省份各自有各自的特点。贵州降水较多雨季明显，降水多集中于夏季，地表水资源利用起来有些不便，存在有浪费现象。云南降水充沛，夏季降水量较多，降水量地域的分布也不均匀。江西降雨也比较多，降水季节差距较大，年际变化也比较悬殊。这3省的降水情况对地表水资源利用效率提高造成了一定的难度，应根据各个省的实际情况采取雨水收集利用技术之类的技术手段和相应措施来提高地表水资源资源利用效率。

DEA有效的省区中人均每平方千米地表水资源比较稀缺的省区有天津、宁夏、新疆和内蒙古4省，占全部DEA有效省区的三分之二。地表水资源丰富的地区地表水资源利用效率也存在比较低下的情况。人均每平方千米地表水资源比较稀缺的省区地表水获取难度大，取水成本较高，因此，这些地区比较重视水资源的高效利用。

4.2 纯技术效率角度分析 从纯技术效率角度看，除上述6个综合效率有效的省区外，北京、上海和甘肃也达到了DEA有效，说明这些地区在地表水资源利用技术上较为成熟，地表水资源利用效率上比较高，其没有投入可以减少，也没有产出可以增加。其综合效率没有处于DEA有效，主要是还没有形成产业规模或产业规模不尽合理。北京和上海规模收益处于递减阶段，甘肃处于规模收益递增阶段。北京和上海经济比较发达，投入也比较大，因此规模收益处于递减阶段，所以不需要继续扩大规模，而是寻求产业规模的结构合理性上多下功夫。甘肃应加大地表水资源方面的投入，并充分运用好现有的地表水资源管理办法，促进本省尽快形成产业规模，促进地表水资源效率的提高。

4.3 规模效率角度分析 从规模效率角度看，除6个综合效率有效的省区外，其它25个省区都未达到规模有效，这说明我国地表水资源高效利用还没有达到规模效应。处在规模递增阶段的地区有必要扩大生产规模，增加投入会拉动产出更快的增加，扩大规模会使要素得到最优配置，从而使地表水资源效率得到提高。因此，应进一步加大各方面投入，比如在城市雨水循环利用方面，森林的覆盖率的提高方面，节水机制的建立方面等，都还有很多需要学习和提高的方面。其中，北京、辽宁、吉林、上海、江苏、浙江、福建、山东、湖北、广东和重庆这11省大都处于东部沿海，远比其它省份发达，在经济和人力上投入比较大，过大的规模已经造成了这些地区资源的浪费，因此应在原有的基础上控制投入规模，注重从技术上提高地表水资源效率。endprint

5 提高地表水资源利用效率的对策建议

5.1 加强区域合作，共同提高地表水资源利用效率

从综合效率看，2010年在全国31个省市中，只有天津、内蒙古、西藏、青海、宁夏和新疆6省区地表水资源效率达到了DEA有效。因此，应加强区域合作，扩展省际之间的帮扶和交流，促进其它省份学习这6个省份的经验。各个省区应参考和自己人均每平方千米地表水资源量相当的省份和自己经济发展水平相当的省区进行学习。各个省区之间要相互取长补短，要做到知识和技术的共享，使全国地表水资源效率得到整体提高。要考虑各个省的特点，比如降雨比较集中，降水地域分配不均匀等特点，因地制宜，采取相应的措施，切实提高地表水资源利用效率。

5.2 加大技术研发力度，并促进其形成规模化 除东部沿海比较发达的省份，即上文提到北京、辽宁等11省投入还比较充足外，其它省份尤其是边缘地区地表水资源的投入比较少，应加大这方面的投入，尤其是科技方面的投入，努力学习国内外先进的技术，科学取水，科学生产。用资金和技术促进地表水资源高效利用形成规模化，以规模化带动全国地表水资源的提高。

5.3 改善和加强宏观管理，确保地表水资源优势转化为产出 人均每平方千米地表水资源的丰富的地区其利用效率反而较低。在地表水资源缺乏的地区，充分的市场竞争和技术水平的不断改进即可保障地表水资源的提高，对于人均地表水资源比较丰富的地区，政府应加强监管，做到事前审批要多放，事中事后监管问责要到位，确保自身的优势转化为产出。应保护好这些地区的水质，同时应建立水资源战略储备系统，加大水库的蓄水量，实施南水北调工程，回灌地下形成地下水库以备不时之需。

参考文献：

[1]董小林.环境经济学（第二版）[M].北京：人民交通出版社，2011.

[2]钱文婧，贺灿飞.中国水资源利用效率区域差异及影响因素研究[J].中国人口资源与环境，2011（21）：54-60.

[3]李志敏，廖虎昌.中国31省市2010年水资源投入产出分析[J].资源科学，2012（12）：2274-2281.

[4]曾贤刚.中国区域环境效率及其影响因素[J].经济理论与经济管理，2011（10）：103-110.

[5]中华人民共和国水利部.2011年中国水资源公报[EB/OL]，http：//www.mwr.gov.cn/zwzc/hygb/szygb/qgszygb/201212/t20121217_

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5 提高地表水资源利用效率的对策建议

5.1 加强区域合作，共同提高地表水资源利用效率

从综合效率看，2010年在全国31个省市中，只有天津、内蒙古、西藏、青海、宁夏和新疆6省区地表水资源效率达到了DEA有效。因此，应加强区域合作，扩展省际之间的帮扶和交流，促进其它省份学习这6个省份的经验。各个省区应参考和自己人均每平方千米地表水资源量相当的省份和自己经济发展水平相当的省区进行学习。各个省区之间要相互取长补短，要做到知识和技术的共享，使全国地表水资源效率得到整体提高。要考虑各个省的特点，比如降雨比较集中，降水地域分配不均匀等特点，因地制宜，采取相应的措施，切实提高地表水资源利用效率。

5.2 加大技术研发力度，并促进其形成规模化 除东部沿海比较发达的省份，即上文提到北京、辽宁等11省投入还比较充足外，其它省份尤其是边缘地区地表水资源的投入比较少，应加大这方面的投入，尤其是科技方面的投入，努力学习国内外先进的技术，科学取水，科学生产。用资金和技术促进地表水资源高效利用形成规模化，以规模化带动全国地表水资源的提高。

5.3 改善和加强宏观管理，确保地表水资源优势转化为产出 人均每平方千米地表水资源的丰富的地区其利用效率反而较低。在地表水资源缺乏的地区，充分的市场竞争和技术水平的不断改进即可保障地表水资源的提高，对于人均地表水资源比较丰富的地区，政府应加强监管，做到事前审批要多放，事中事后监管问责要到位，确保自身的优势转化为产出。应保护好这些地区的水质，同时应建立水资源战略储备系统，加大水库的蓄水量，实施南水北调工程，回灌地下形成地下水库以备不时之需。

参考文献：

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[5]中华人民共和国水利部.2011年中国水资源公报[EB/OL]，http：//www.mwr.gov.cn/zwzc/hygb/szygb/qgszygb/201212/t20121217_

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5 提高地表水资源利用效率的对策建议

5.1 加强区域合作，共同提高地表水资源利用效率

从综合效率看，2010年在全国31个省市中，只有天津、内蒙古、西藏、青海、宁夏和新疆6省区地表水资源效率达到了DEA有效。因此，应加强区域合作，扩展省际之间的帮扶和交流，促进其它省份学习这6个省份的经验。各个省区应参考和自己人均每平方千米地表水资源量相当的省份和自己经济发展水平相当的省区进行学习。各个省区之间要相互取长补短，要做到知识和技术的共享，使全国地表水资源效率得到整体提高。要考虑各个省的特点，比如降雨比较集中，降水地域分配不均匀等特点，因地制宜，采取相应的措施，切实提高地表水资源利用效率。

5.2 加大技术研发力度，并促进其形成规模化 除东部沿海比较发达的省份，即上文提到北京、辽宁等11省投入还比较充足外，其它省份尤其是边缘地区地表水资源的投入比较少，应加大这方面的投入，尤其是科技方面的投入，努力学习国内外先进的技术，科学取水，科学生产。用资金和技术促进地表水资源高效利用形成规模化，以规模化带动全国地表水资源的提高。

5.3 改善和加强宏观管理，确保地表水资源优势转化为产出 人均每平方千米地表水资源的丰富的地区其利用效率反而较低。在地表水资源缺乏的地区，充分的市场竞争和技术水平的不断改进即可保障地表水资源的提高，对于人均地表水资源比较丰富的地区，政府应加强监管，做到事前审批要多放，事中事后监管问责要到位，确保自身的优势转化为产出。应保护好这些地区的水质，同时应建立水资源战略储备系统，加大水库的蓄水量，实施南水北调工程，回灌地下形成地下水库以备不时之需。

参考文献：

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[4]曾贤刚.中国区域环境效率及其影响因素[J].经济理论与经济管理，2011（10）：103-110.

[5]中华人民共和国水利部.2011年中国水资源公报[EB/OL]，http：//www.mwr.gov.cn/zwzc/hygb/szygb/qgszygb/201212/t20121217_

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